本文以某一航天飞行器机翼结构的抗扭盒段模型为为研究对象,主要对结构系统在热力耦合环境下的健康监控技术进行研究,主要包括翼盒模型的有限元分析、数据处理方法及实验研究三部分。 第一部分提出课题研究背景后,分别在普通环境和热力耦合环境下对翼盒模型进行了力学特性分析,表明翼盒模型在复杂环境中力学特性会发生变化,从而更易导致故障。然后对翼盒模型的典型故障形式进行数值模拟,分析了故障前后翼盒力学特性的变化,结果表明在故障情况下,翼盒模型力学特性也会发生改变。 第二部分结合傅里叶变换方法对数值模拟的结果进行分析处理,重点研究小波分析在飞行器结构健康监控中的主要应用。小波方法能克服传统傅里叶变换的缺陷,可将故障信号的具体特征同时在时频域内体现,有较好的时频局部化特性。然后介绍了小波包分析的基本原理,将一种“能量一故障”的方法应用于飞行器结构健康监控中,通过分析信号能量的变换来诊断信号中的故障信息。 第三部分简介了飞行器健康监控实验室的实验原理,对翼盒模型的传感器布置进行了优化设计,并对实验数据进行了分析处理,验证了小波变换的现实可行性。